М.К. Ходзицкий1

1 ООО «Терагерцовая Фотоника» (Санкт-Петербург, Россия)
1 khodzitskiy@yandex.ru

Постановка проблемы. Ранняя и точная диагностика рака имеет решающее значение для снижения высокой смертности от этой болезни. Поэтому в клинических лабораториях так важно быстро и с высокой чувствительностью выявлять опухолевые маркеры в биологических образцах. Обычно диагностика рака кожи осуществляется дерматологом, который проводит визуальный осмотр и подтверждает свои выводы с помощью биопсии. Затем хирург удаляет опухоль с большим запасом, чтобы гарантировать ее полное иссечение. Последующая биопсия позволяет проверить, была ли опухоль удалена полностью. В зависимости от результатов, может потребоваться дополнительная операция. Существует острая необходимость в разработке безопасного и неинвазивного метода диагностики in vivo для выявления рака кожи на ранних стадиях. Такой метод позволил бы более точно определять наличие опухоли и принимать своевременные меры для ее лечения.

Цель. Разработать теоретический подход для метода неинвазивной диагностики рака кожи на основе терагерцовой (ТГц) эллипсометрии в режиме на отражение.

Результаты. Теоретически продемонстрировано, что, измеряя комплексные коэффициенты отражения для s- и p-поляризо­ванного импульсного ТГц-излучения от биоткани и рассчитывая на основе их дисперсию азимутального угла и угла эллиптичности отраженной ТГц-волны, можно неинвазивно дифференцировать онкологическую и здоровую ткани из-за различия в компонентах тензора диэлектрической проницаемости.

Практическая значимость. Предложенная методика позволяет в режиме на отражение диагностировать злокачественные опухоли кожи на ранних стадиях благодаря различию тензора диэлектрической проницаемости раковой и здоровой биоткани в ТГц-диапазоне частот и, как следствие, отличию азимутального угла и угла эллиптичности отраженной ТГц-волны от исследуемых тканей. Данный эффект вызван из-за наличия в здоровой биоткани кожи упорядоченных анизотропных структур (коллагеновые волокна) и гиротропных структур (потовые железы) и нарушения их в онкологической биоткани. Таким образом, ТГц-импульсная эллипсометрия является актуальной неионизирующей неинвазивной методикой диагностики рака кожи и потенциально может стать новым «золотым стандартом» первичной диагностики заболевания.

Ходзицкий М.К. Метод неинвазивной диагностики рака кожи на основе терагерцовой эллипсометрии // Биомедицинская радиоэлектроника. 2026. T. 29. № 3. С. 81−86. DOI: https:// doi.org/10.18127/j156 04136-202603-14

1. Chatzilakou E. et al. Biosensors for melanoma skin cancer diagnostics. Biosensors and Bioelectronics. 2024. V. 250. P. 116045.
2. Heibel H.D., Hooey L., Cockerell C.J. A review of noninvasive techniques for skin cancer detection in dermatology. American journal of clinical dermatology. 2020. V. 21. № 4. P. 513–524.
3. Nikitkina A.I. et al. Terahertz radiation and the skin: a review. Journal of Biomedical Optics. 2021. V. 26. № 4. P. 043005–043005.
4. Trichopoulos G.C., Sertel K. Polarimetric terahertz probe for endoscopic assessment of malignancies. 2015 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation & USNC/URSI National Radio Science Meeting. 2015. P. 730–731.
5. Gurjar N., Bailey K., El-Shenawee M. Polarimetry terahertz imaging of human breast cancer surgical specimens. Journal of Medical Imaging. 2024. V. 11. № 6. С. 065503–065503.
6. Кошевенко Ю.Н. Кожа человека. Том 1. Структура, физиология и предназначение функциональных элементов кожного органа человека. М.: Медицина. 2006. 360 c.
7. Федоров Ф.И. Теория гиротропии. Минск: Наука и техника. 1976. 457 с.
8. Peiponen K.E., Zeitler A., Kuwata-Gonokami M. Terahertz spectroscopy and imaging. Springer. 2012. 640 p.